Monitorização dos teores de radão ( 222 Rn) no solo e no ar interior de um edifício em Ponta Delgada, São Miguel, Açores

Transcrição

1 Versão online: Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: X; e-issn: X Monitorização dos teores de radão ( 222 Rn) no solo e no ar interior de um edifício em Ponta Delgada, São Miguel, Açores Soil and indoor radon ( 222 Rn) monitoring in a building located at Ponta Delgada, São Miguel, Azores C. Silva 1*, J. L. Gaspar 1, F. Viveiros LNEG Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP Artigo Curto Short Article Resumo: A avaliação preliminar dos níveis de radão registados num edifício localizado em Ponta Delgada, ilha de São Miguel, incluiu a caracterização da desgaseificação difusa através dos solos e a análise da qualidade do ar interior. De modo a caracterizar a desgaseificação difusa através dos solos foram efectuadas medições da concentração de radão e de dióxido de carbono (CO 2 ), bem como da temperatura do solo. Os resultados obtidos permitiram verificar que os valores de concentração de CO 2 e da temperatura do solo se encontram abaixo do ruído de fundo definido para a ilha de São Miguel. Relativamente aos valores de concentração de radão, estes variaram entre 889 e Bq/m 3. Foi ainda realizado um teste de diluição no qual foram efectuadas medições da concentração de radão no solo (~ 60 cm), à superfície do solo e 1 m acima da superfície do solo. A realização deste teste permitiu verificar uma diluição eficaz do gás em estudo. A análise da concentração de radão no ar interior contemplou a amostragem regular em 74 compartimentos do edifício monitorizado, tendo os valores detectados variado entre 22 e 1082 Bq/m 3. Esta amostragem revelou a presença deste gás em concentrações, por vezes, superiores ao limite anual recomendado pela legislação regional e pela Organização Mundial de Saúde. Tendo em consideração os valores obtidos, foi seleccionado um compartimento para a realização de um ensaio de monitorização contínua. Neste compartimento os valores de concentração de radão variaram entre 0 e 2460 Bq/m 3, sendo o valor médio de 460 Bq/m 3. Os testes de ventilação realizados permitiram verificar que a simples abertura de janelas foi, normalmente, suficiente para promover uma diminuição eficaz nas concentrações de radão. Palavras-chave: Radão, Perigo geológico, Saúde pública. Abstract: The preliminary evaluation of radon levels registered in a building at Ponta Delgada city, São Miguel Island, comprises soil diffuse degassing characterization and indoor air quality analysis. Radon and carbon dioxide (CO 2 ) concentration as well as soil temperature measurements were performed to characterize the soil diffuse degassing emissions in the study area. Temperature and CO 2 values were bellow the background value of São Miguel Island. Soil radon concentration varied between 889 and Bq/m 3. A dilution test was also performed. Radon concentration measurements were performed at 60 cm depth, at the soil surface and at 1 m above the soil surface. The results obtained allow us to realize that there is an efficient dilution of the study gas. Indoor radon concentrations were measured in 74 compartments of the monitored building. The values varied between 22 and 1082 Bq/m 3. The results showed that this gas is sometimes in concentrations above the recommended by the regional law and by the World Health Organization. Taking into account the measured values a continuous monitoring test was performed on a selected compartment. The values recorded oscillated between 0 and 2460 Bq/m 3, with an average value of 460 Bq/m 3. From the tests performed we inferred that the opening of windows was normally enough to promote an efficient decrease in the radon concentration. Keywords: Radon, Geologic hazard, Public health. 1 Centro de Vulcanologia e Avaliação de Riscos Geológicos, Universidade dos Açores. Rua da Mãe de Deus, Ponta Delgada, Açores, Portugal. * Autor correspondente / Corresponding author: Catarina.PP.Silva@azores.gov.pt 1. Introdução A avaliação preliminar de um edifício público em Ponta Delgada (São Miguel), no que se refere à concentração de radão, centrou-se, por um lado, na caracterização da desgaseificação difusa através dos solos e, por outro, na análise da qualidade do ar interior do edifício. O radão é um gás radioactivo natural que resulta da série de decaimento do urânio ( 238 U). Este gás está presente em rochas da crosta e em solos, podendo ser posteriormente transferido para o ar atmosférico ou para o ar interior de edifícios (Hasbrouck, 1983; Appleton, 2005; Ciolini & Mazed, 2010). Sendo o radão um gás radioactivo, a sua perigosidade resulta do facto deste gás e os produtos resultantes do seu decaimento emitirem radiação que pode penetrar nos tecidos e danificar as células situadas perto das superfícies das vias respiratórias conduzindo, em casos extremos, ao desenvolvimento de cancro no pulmão (Hasbrouck, 1983; Boice Jr. & Lubin, 1997; Yu et al., 2006). As principais fontes de radão no ar interior de edifícios provêm do solo sobre o qual aqueles foram construídos, podendo também estar relacionadas com a água que os abastece e/ou com o tipo de material utilizado na sua construção (Hasbrouck, 1983; US EPA, 2009). 2. Área de estudo O arquipélago dos Açores localiza-se na zona de junção de três placas litosféricas: a Americana, a Euroasiática e a Núbia e é formado por nove ilhas vulcânicas. O local em estudo localiza-se na ilha de São Miguel, a qual é formada por três vulcões centrais activos ligados entre si por zonas

2 934 C. Silva et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, de vulcanismo fissural. A cidade de Ponta Delgada, onde se localiza o edifício monitorizado no presente trabalho, localiza-se numa zona de vulcanismo fissural denominada por Sistema Vulcânico Fissural dos Picos cujo material emitido apresenta natureza essencialmente basáltica (s.l.) (Ferreira, 2000). 3. Metodologia solos contemplou, para além de medições da concentração de radão, medições da concentração de dióxido de carbono (CO 2 ) e da temperatura no solo. A medição da concentração de radão e de CO 2 no solo foi efectuada a aproximadamente 60 cm de profundidade e a temperatura no solo foi medida a 12 cm de profundidade. Estas medições foram efectuadas nos dias 26 e 27 de Outubro de Foram também seleccionados quatro pontos para a monitorização regular da concentração de radão: (a) no solo, a aproximadamente 60 cm de profundidade; (b) junto à superfície do solo; e (c) a cerca de 1 m acima da superfície do solo. A amostragem destes pontos de monitorização regular decorreu no período compreendido entre 26 de Outubro e 27 de Novembro de A amostragem do radão no solo foi efectuada com recurso a detectores RAD7, em modo Sniff, durante um período de 20 minutos, sendo que, no caso do CO 2, se recorreu à utilização de detectores de infravermelhos GA2000. A medição da temperatura do solo foi efectuada com um termómetro de marca Testo. No que se refere à monitorização da qualidade do ar interior do edifício em estudo, foram efectuadas medições regulares da concentração de radão em 74 compartimentos do edifício tendo sido seleccionada uma das divisões para a realização de um ensaio de monitorização contínua. A amostragem regular foi efectuada com recurso a detectores Ramon 2.2. As medições foram efectuadas em ciclos de uma hora, sendo disponibilizado no visor do equipamento, o valor médio da concentração de radão no ar interior, relativo a todo o período de amostragem. No caso presente, o período de amostragem foi de sete dias. A amostragem decorreu no período compreendido entre 26 de Outubro e 30 de Novembro de O ensaio de monitorização contínua da concentração de radão foi efectuado, no período compreendido entre 6 de Novembro de 2013 e 17 de Janeiro de 2014, com recurso ao detector RAD7. No caso da monitorização com este equipamento, as medições foram efectuadas em modo automático, com ciclos de 30 minutos. 4. Resultados Os valores mínimos, máximos e médios da concentração de CO 2 de radão e da temperatura do solo estão expressos na tabela 1. Nos pontos de amostragem da monitorização regular da concentração de radão no solo, os valores variaram entre um valor mínimo de 2115 Bq/m 3 no ponto de amostragem 3 e um valor máximo de Bq/m 3 no ponto de amostragem 2 (Fig. 1a). As medições efectuadas à superfície do solo oscilaram entre um valor mínimo de 0 Bq/m 3, no ponto amostragem 4, e um valor máximo de 530 Bq/m 3, no ponto de amostragem 2 (Fig. 1b). O valor de concentração de radão a cerca de 1 m da superfície do solo foi sempre nulo para todas as amostragens efectuadas. No que se refere à monitorização regular da qualidade do ar interior dos 74 compartimentos, os valores registados variaram entre os 22 Bq/m 3 e os 1082 Bq/m 3, sendo o valor médio de 167 Bq/m 3. Durante o período em que decorreu o ensaio de monitorização contínua da concentração de radão foram realizados testes de ventilação, durante os quais as janelas foram mantidas abertas na divisão. Os valores de concentração de radão no ar interior variaram entre um valor mínimo de 0 Bq/m 3 e máximo de 2460 Bq/m 3, sendo o valor médio registado neste período de 460 Bq/m 3 (Fig. 2). Nos períodos de amostragem em que a divisão foi mantida completamente fechada o valor médio foi de 483 Bq/m 3. Nos períodos em que se favoreceu a ventilação do espaço o valor médio foi de 279 Bq/m 3. Fig. 1. Variações temporais da concentração de 222 Rn nos quatro pontos de monitorização regular: a) medições efectuadas a aproximadamente 60 cm de profundidade, b) medições efectuadas à superfície do solo. Fig Rn concentration temporal variations for the four regular monitoring sites: a) measurements at 60 cm depth, b) measurements at the soil surface.

3 Monitorização dos teores de radão num edifício 935 Fig. 2. Variação temporal da concentração de 222 Rn numa sala. O período assinalado a sombreado cinza corresponde às fases de amostragem que decorreram em condições de ventilação. A ausência de dados corresponde a um período de problemas técnicos no equipamento. Fig. 2. Temporal variation of indoor 222 Rn concentration in a room. The grey boxes correspond to periods of ventilation. The gap observed in the data was due to technical problems. Tabela 1. Estatística descritiva da concentração de radão, de CO 2 e da temperatura do solo e número total de pontos amostrados. Table 1. Descriptive statistics and total number of sampling points of soil radon and CO 2 concentration and soil temperature. 5. Discussão solos quer para o CO 2, quer para a temperatura, revelaram a presença de valores considerados normais na área de amostragem. No entanto, as medições da concentração de radão no solo realizadas na área em estudo revelam a presença de valores anómalos. Na figura 3 apresenta-se a susceptibilidade ao radão da área em estudo. Verifica-se que esta área apresenta, de um modo geral, uma elevada susceptibilidade a este gás. As medições efectuadas nos quatro pontos seleccionados para monitorização regular da concentração de radão permitiu, por um lado, acompanhar a variação temporal da concentração deste gás no solo e, por outro, testar a diluição deste gás. Verificou-se que a concentração de radão no solo oscilou ao longo do tempo, de um modo geral, de forma semelhante nos quatro pontos de amostragem, resultado provável da influência de factores comuns como, por exemplo, os parâmetros meteorológicos. Verificou-se, ainda, uma diluição eficiente da concentração de radão, sendo o seu valor muito mais baixo na superfície do solo do que em profundidade e nulo 1 m acima da superfície do solo. No que se refere à monitorização da qualidade do ar interior do edifício em estudo foram efectuadas medições regulares da concentração de radão em vários compartimentos do edifício. Os valores obtidos foram, por vezes, superiores ao limite de 150 Bq/m 3 previsto na legislação regional (D.L.R. nº16/2009/a Art.º 51) e aos limites recomendados pela Organização Mundial de Saúde (OMS) (WHO, 2010) (Fig. 4). Esta organização internacional recomenda, em regra, como limite admissível, uma média anual de 100 Bq/m 3. Para regiões com características geológicas específicas, onde este valor nem sempre pode ser respeitado por razões de ordem natural, esse limite não deve ultrapassar os 300 Bq/m 3. Dos compartimentos amostrados, seis apresentam valores superiores ao limite máximo recomendado pela OMS (300 Bq/m 3 ). Dos restantes, 20, apresentam valores superiores ao limite estabelecido na legislação regional (150 Bq/m 3 ), mas inferiores ao limite máximo da OMS. Finalmente, 19 apresentam valores superiores ao limite mínimo recomendado pela OMS (100 Bq/m 3 ), mas inferiores ao limite estabelecido para os Açores. Os restantes espaços estudados encontram-se dentro dos limites admissíveis quer para a OMS, quer para a região. Estudos realizados em outras áreas vulcânicas do arquipélago (Silva, 2006) demonstram que a concentração de gases no ar interior de edifícios é fortemente condicionada pela ventilação e por variações dos parâmetros meteorológicos. Os testes de ventilação realizados (Fig. 2) permitiram verificar que, de um modo geral, a simples abertura das janelas é suficiente para que a concentração de radão no espaço em causa desça para

4 936 C. Silva et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, valores admissíveis. A excepção corresponde ao período de amostragem que decorreu entre os dias 30 de Novembro e 2 de Dezembro de 2013, durante o qual os valores de radão se mantiveram elevados, provavelmente devido às condições meteorológicas adversas e ao facto da direcção do vento não ter favorecido a ventilação. 6. Conclusões solos nas imediações de um edifício público em Ponta Delgada, São Miguel, permitiu identificar a presença de valores anómalos de concentração de radão. Concluiu-se também que a principal fonte de entrada de radão no edifício é através do solo. Os testes efectuados nos pontos de monitorização regular permitiram verificar uma diluição eficiente destes valores no ar quer à superfície do solo, quer a 1 m acima do solo, pelo que em ambientes exteriores este gás não deverá representar perigo para a saúde. A amostragem da concentração de radão no ar interior de 74 compartimentos do edifício monitorizado revelou a presença deste gás em concentrações, por vezes, superiores ao limite anual recomendado pela legislação regional e pela OMS. O ensaio de monitorização contínua realizado permitiu verificar que a abertura de janelas promove, normalmente, uma ventilação eficaz do espaço em estudo fazendo baixar a concentração de radão para valores inferiores aos admissíveis. No futuro, importa desenvolver um programa de monitorização da concentração de radão no exterior e no interior do edifício ao longo de um período mais alargado de tempo, no sentido de se quantificarem os valores reais de exposição numa escala temporal mais adequada e se determinarem os efeitos dos parâmetros meteorológicos nos valores observados. Fig. 3. Susceptibilidade ao 222 Rn a uma profundidade de 60 cm nas imediações do edifício em estudo, para o conjunto de pontos amostrados. Fig Rn susceptibility in the surroundings of the monitored building, at 60 cm depth, and based on all sampling points.

5 Monitorização dos teores de radão num edifício 937 Fig. 4. Variação da concentração de 222 Rn no ar interior de diversos compartimentos do edifício em estudo: a) no rés-do-chão e b) no primeiro piso. Fig. 4. Indoor 222 Rn concentration variation on the various compartments of the monitored building: a) at the ground floor, b) at the first floor level. Agradecimentos Este trabalho teve o suporte do Fundo Regional da Ciência da Região Autónoma dos Açores, pela atribuição da bolsa de pós-doutoramento ao projecto M3.1.7/F/018/2011. Referências Appleton, J.D., Radon in air and water. In: O. Selinus, B. Alloway, J.A. Centeno, R.B. Finkelman, R. Fuge, U. Lindh, P. Smedley, (Eds). Essencial of Medical Geology Impacts of the Natural Environment on Public Health. ELSEVIER - Academic Press, Boice Jr., J.D., Lubin, J., Occupational and environmental radiation and cancer. Cancer Causes Control, 8, Ciolini, R., Mazed, D., Indoor radon concentration in geothermal areas of central Italy. Journal of Environmental Radioactivity, 101, Decreto Legislativo Regional nº16/2009/a de 13 de Outubro - Diário da República Nº 198 1ª Série. Ferreira, T., Caracterização da actividade da ilha de São Miguel (Açores): vulcanismo basáltico recente e zonas de desgaseificação. Avaliação de riscos. Tese de doutoramento, Universidade dos Açores (não publicada), 248 p. Hasbrouck, S., Radon in water and air. Cooperative Extension Service, University of Maine, the Land and Water Resources Center, Maine Department of Human Services and Maine Medical Center Research Department. Versão on-line in: (consultado em 10/9/2005). Silva, C., Estudo da desgaseificação difusa no Vulcão das Furnas (ilha de S. Miguel): o caso do 222 Rn. Tese de mestrado, Universidade dos Açores (não publicada), 167 p. United States Environmental Protection Agency (US EPA), Home buyer s and seller s guide to radon. EPA 402/K-09/002, 40p. Yu, K.N., Lau, B.M.F., Nikezic, D., Assessment of environmental radon hazard using human respiratory tract models. Journal of Hazardous Materials, 132, World Health Organization (WHO), WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants. WHO, 454 p.